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5G大時代 生活新價值

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GSMA Intelligence預測,到2025年全球5G連結手機數量將達到12億,覆蓋全球40%的人口(約27億)。由於5G具有超大傳輸量行動上網、低延遲通訊及大量裝置聯網特性,因此不僅僅增加行動網路便利性,在虛擬實鏡(VR)、擴增實鏡(AR)、智慧製造、零售管理、車聯網及智慧城市管理方面可徹底全面入侵改變人類生活。最廣為人知的低延遲通訊更是自駕車往後必要條件之一,其創造出龐大經濟價值與商機為投資所關心注意。金融家為您整理5G發展特性及重點,請看以下介紹。

增強行動寬頻上網(eMBB:Enhanced Mobile Broadband)

超高速的「第五代行動通訊技術」網路速度可能比現在的4G快上100倍,使用4G時,下載1部高畫質電影需要15分鐘,改用5G後可能只需要15秒。原因為目前第四代行動通訊技術,靜態最高速度約 1Gbps,而5G至少達20Gbps,4G用戶在高速移動下載速度約100Mbps,5G標準至少要1Gbps以上,由於下載速度提高10倍以上(表一)加上同時能大量用戶資訊傳遞(承載量是4G一千倍以上),在多媒體影像處理上可應用在全息影像、虛擬實鏡(VR)、擴增實鏡(AR)等大量影像訊號傳輸。

第四代及第五代通訊技術比較表

 

第四代通訊

第五代通訊

上傳速度

50 Mbps

100Mbps

下載速度

100Mbps

1Gbps

靜態最高速度

1Gbps

20Gbps

動態最高速度

100Mbps

1Gbps

頻寬

20MHz

1GHz

延遲時間

小於5ms(毫秒)

小於1ms(毫秒)

傳輸距離

最大10km

約2km

流量密度

100Gbit/s/ km²

10Tbit/s/ km²

資料來源:金融家整理

在擴增實境導航方面,Google Map在2018年已經推出「VPS」(視覺定位系統)導航原型,能精準計算消費者與周遭地標相對應位置,使用立體視覺圖像指引,結合GPS定位解決方向感迷失問題。而Blippar推出「AR City」、日本《Yahoo!MAP》推出AR導航以及Nexus Studios創建AR導航應用「HotStepper」等,都是已經在市面上推出之AR導航服務。每一代通訊技術推出,首先受到影響是反應在影視行業,3G時代線上音樂下載發展迅速,在語音通訊同時跨入消費娛樂市場,4G帶動線上影音平台市場,消費者在移動同時可以隨時串流多媒體影片及即時分享;而5G時代,一般預料(AR、VR及MR)影像處理已經從娛樂市場轉向生活各方面,舉凡消費者端影音串流、擴增實境導航、虛擬旅遊及沉浸式遊戲,在企業端則是用於智慧製造、遠距醫療、體驗行銷及零售通管理等。


AR導航應用,Google Map在2018年「Google I/O 2018」(Innovation in the Open;開放創新會議)發表「VPS」(視覺定位系統)導航原型,使用AR技術將傳統導航立體化,徹底解決迷失問題;Blippar推出AR導航,主要使用在室內空間迷失指引。
圖片來源:網路     金融家整理

而在體驗行銷及零售管理上,調研機構Gartner指出,至2020年,將有1億人利用VR和AR技術在商場或網路上購物,高達46%零售商在2020年底之前將會應用AR及VR技術來滿足客戶體驗及需求。例如:瑞典家具商IKEA推出Place App,透過手機將家具模擬放置家中情境,方便消費者挑選家具,除了提升顧客消費率外,可減少退貨率增加庫存管理效率。阿里巴巴早在2016年即推出「Buy+」VR沉浸式購物體驗,2019年更聯手NBA替球迷創造沉浸式社群線上體驗。

而在零售便利方面,無人商店逐漸興起,用戶進入商店消費時將不再需要通過結帳線,只需要選取消費品即可離去(無感支付)。雲拿科技(Cloudpick)結合英特爾intel推出智慧零售解決方案,消費者僅需要下載APP,在進入商店前掃描QR-Code;在進入商店後,高解析度相機將會自動追蹤運算,結合重量感測器、自動運算、4K(8K)螢幕及信號傳輸,消費者在走出商店數分鐘後將可收到電子消費紀錄並直接扣款。而不管是擴增實境導航、沉浸式消費或是智慧零售,背後皆需要大量即時影像傳輸,配合雲端資料控制運算。往後隨著5G商轉普及增加後,影像運用技術將日益重要。


2G:傳簡訊通話/3G:通話、網路遊覽/4G:上網、影片及應用程式下載/5G:3D/4K/8K影片、萬物聯網

高可靠低延遲通訊(URLLC:Ultra Reliable Low Latency Communication)

隨著5G佈建即將啟動商轉,數據傳輸在即時串聯下,經由5G高可靠低延遲特性,數據運算整合對生活環境將產生重大變化。其中最受到關注的莫非為車聯網(Internet of Vehicles,IoV)。顧名思義,「車聯網」是物聯網在交通領域的應用,串接車輛資訊與行動網路,運用GPS、感測器、無線網路通訊、及時數據處理等技術,對車輛、行人和道路環境三方的靜態和動態訊息進行有效辨識及傳遞。

根據美國研究機構 BI Intelligence 推估,全球擁有車聯網功能的車輛,2016 年起約以每年 35% 的速度成長,到 2021年止約有 9,400 萬輛車具有車聯網功能。目前車聯網功能除了車輛連結上雲端各種系統平台,如娛樂程式、影音內容及視訊會議外,亦可讓車輛、行人、交通號誌及路上物相互連結,經由共享資訊了解即時路況,找出最佳行車路線進而發展成自駕車模式。


自駕車在高速行駛狀態下多(輛)連結示意圖,由於安全控制必須納入遠端監控,高可靠低延遲通訊(URLLC:Ultra Reliable Low Latency Communication)將成為必要條件之一。圖片來源:網路     金融家整理

5G傳輸速度比4G快數十倍,其低延遲性與穩定性對自駕車都將成為不可或缺因素。理由很簡單,4G傳輸延遲速度最大約5毫秒,但在高速行駛車輛及多(輛)連結狀況下,5毫秒延遲反應有可能造成巨大事故危害,但5G傳輸延遲小於1毫秒特性,幾乎可以即時反應各種突發狀況,並且當車輛需要遠端控制自駕系統時,可漸少危害發生機率,故車輛包含5G網路將成必要條件之一。

另外,5G高可靠低延遲特性在遠距醫療方面可望造成革命性變化,近年最受矚目「達文西手術機器人」最原始構想即是遠距醫療需求。由於戰地受限交通運輸,外科醫生無法即時至戰場為病患手術,1980年代由與美國軍方與史丹佛大學(Stanford University)研究所合作研發,想幫助戰場受傷的士兵進行遠端遙控手術,然而當時受限於無法突破即時通訊的障礙,遠距手術發展無法成真,如今受惠於5G即時通訊即將商轉,不只遠距手術可能成形,加上大量串聯醫療器材互聯,視訊裝置、生理監控設備與穿戴式裝置的網路連線,使醫療物聯網夢想得以實現,如達文西機器人已加入術前評估、術中決策和術後護理的人工智慧分析。


達文西手術機器人操作情境,達文西手術系統的命名,是要紀念李奧納多•達文西(Leonardo da Vinci)在解剖學上研究促成了歷史上的第一個已知的機器人的設計。
圖片來源: Intuitive Surgical(ISRG)官網

大量裝置連網通訊(mMTC:Massive Machine Type Communication)

根據研調機構Gartner預估,2020年全球將有204億個聯網裝置,其中除了行動網路流量預計成長8倍外,巨量物聯網(Internet of Things,IOT)應用服務將高速成長,如:智慧家庭、智慧製造、智慧城市及監控防災等。

其中在智慧家庭方面,最常用的使用情境是用戶運用智慧型手機上的App,透過藍牙介面連接,再對Zigbee網狀網路進行包括室內照明、家電控制與智慧建築等自動化系統的部署、更新、控制和監控等功能,舉凡智慧門鎖、智慧音箱與智慧家電等裝置上,都是如今常使用之裝置。

例如在智慧家庭上,以亞馬遜執行長貝佐斯(Preston)曾公開談論其Echo智慧音箱及語音控制個人助理Alexa未來規劃,其認為Alexa近期能提供醫生出診預約,往後更會透過視頻功能實現虛擬上門醫療服務。最後加上人工智慧的診斷和監護,亞馬遜能實現以AI人工智慧為主的全自動居家醫療照護和診斷。目前亞馬遜已經與以色列新創公司 Beyond Verbal 合作開發語音醫療分析軟體,希望通過 Alexa 分析使用者的聲音,進而判斷其健康狀況,像是偵測病患的沮喪情緒,未來甚至還可能診斷疾病,例如偵測心臟病等慢性疾病,一步一步達成AI人工智慧醫療照護診斷。

 

5G特性及應用種類,超大傳輸量行動上網、低延遲通訊及大量裝置聯網特性,應用範圍從影像多媒體至萬物聯網,各種層面即將改變大眾生活環境。資料來源: 金融家整理

 

聯合國人口司(United Nations estimates)預估全球都市化人口數據,推測至2050年時,全球將有多達2/3人口(約50億人)居住在城市裡。而台灣到時將有9成人口居住在都市化地區。因此如何讓城市運轉效率逐漸提高,將是目前重要課題之一。舉凡城市中電力、自來水、交通、建築物管理、油氣管道、工廠、辦公室及居家生活環境中各種物件,經由設備系統聯網串接,能形成經濟與資源有效互動,讓人們可以有更好的工作效率及生活品質,因而各國政府都將建設智慧城市視為提升城市競爭力的重要指標之一。

例如巴西巴塞隆納是個智慧城市相當知名案例,其城市光纖覆蓋率達到100%,市民可以隨時隨地取得 WiFi 熱點,而城市中感測器也覆蓋絕大多數範圍,能隨時隨地偵測收集路面信息與環境數據,如空氣品質、光照強度、噪音水平、溫度、風速等。並數據上傳至開放平台,開放平台允許市政府各部門及合作夥伴共享信息,避免重複彼此工作浪費資源,也能利用巨量數據進一步分析做更多再利用,解決各種城市問題。

因此不管是市民還是遊客都可以基於開放地圖服務,尋找最近位置的公共汽車車站、地理位置、旅遊地點等。在能源管理上,不論是太陽能電網與電動汽車充電站部署密度,電動車租賃訊息等綠色交通設施都在歐洲名列前茅。而隨著5G大量裝置聯網特性,往後智慧城市應用將會更加廣泛。


智慧城市示意圖,舉凡城市中電力、自來水、交通、建築物、工廠、辦公室及居家生活等皆進入互聯狀態,有效互動能提高運轉效率,可以大大提升居民生活品質。圖片來源: SURYA TELECOM 官網     金融家整理

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